内容正文:
第2课时 有机合成路线的设计
1.D A项步骤较多;B项副产物较多,浪费原料;C项步骤多,且产物不唯一,原子利用率低。
2.C 采取逆向分析可知,乙二酸→乙二醛→乙二醇→1,2-二卤代烃→乙烯→氯乙烷。然后再逐一分析反应发生的条件,可知C项设计合理。
3.A 根据反应原理可知,方法二比方法一反应步骤少,能源消耗低,成本低,①正确;根据反应原理可知,方法二比方法一原料丰富,且生产工艺简单,②正确;方法一中使用了有毒的HCN,而方法二比方法一减少了有毒气体的使用,减少了污染,③正确;方法一中碳酸钙需要在高温下才能分解,耗能较大,方法二比方法一反应需要的温度低,耗能小,④错误。
4.D 酸性高锰酸钾溶液有强氧化性,氧化醛基的同时也会氧化碳碳双键,A错误;第一步反应,催化剂条件下取代的是苯环上的氢原子,取代侧链上的氢原子应该是光照条件,B错误;第二步反应,卤代烃的消去反应需要氢氧化钠醇溶液加热,C错误;第一步丙炔与水加成反应生成的烯醇不稳定转化为丙酮,第二步反应丙酮与氢气加成得到2-丙醇,D正确。
5.C 与Br2发生加成反应生成,与H2在催化剂条件下发生加成反应生成,在NaOH水溶液中发生取代反应生成,与CH3COOH发生酯化反应生成。反应①中与Br2发生1,2-加成反应可生成,A正确;Y的结构简式为,其分子式为C6H10Br2,B正确;试剂1为NaOH水溶液,C错误;根据酯化反应原理,酸脱羟基醇脱氢,故若用18O标记Z中的O原子,则M中一定含有18O,D正确。
6.BC 由题干转化关系信息可知,M→N即硝基转化为氨基,故该反应的反应类型为还原反应,A正确;由题干信息②可知,易被氧化,故最后两步反应顺序不能互换,B错误;由已知信息①—R(烷基)为邻位、对位定位基,—NO2为间位定位基,则合成过程中应该先引入硝基,然后在硝基的间位上引入两个—CH3,故试剂1为浓硝酸,条件1是浓硫酸、加热,C错误;由题干转化信息可知,若第一步和第二步互调,即先在苯环上引入甲基,甲苯与浓硝酸、浓硫酸加热反应时将得到2,4,6-三硝基甲苯,则最终产物可能含有,D正确。
7.B 丙醛先与氢气发生加成反应生成CH3CH2CH2OH,加成反应属于还原反应,再发生消去反应得到CH3CHCH2,然后与溴单质发生加成反应生成CH3CHBrCH2Br,最后发生卤代烃的水解(取代)反应得到CH3CH(OH)CH2OH,A项正确;CH3CH2CH2CH2Br在氢氧化钠的乙醇溶液、加热条件下发生消去反应生成CH3CH2CHCH2,再与HBr发生加成反应生成CH3CH2CHBrCH3,再在氢氧化钠的乙醇溶液、加热条件下发生消去反应生成CH3CHCHCH3,再与溴发生加成反应生成CH3CHBrCHBrCH3,最后发生消去反应得到
CH2CHCHCH2,B项错误;乙醇在浓硫酸加热条件下发生消去反应生成乙烯,乙烯与Br2发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷在NaOH乙醇溶液并加热条件下发生消去反应生成乙炔,C项正确;与氢气发生加成反应得到,再发生消去反应生成,然后与溴单质发生加成反应生成,最后在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解(取代)反应得到,D项正确。
8.B X中无发生消去反应的官能团,A错误;由官能团的转化可知,①反应中1,3-丁二烯与丙烯酸乙酯发生加成反应生成X,②反应中X发生还原反应生成Y,③反应中Y发生取代反应生成Z,B正确;由化合物Z一步制备化合物Y,应发生水解反应,应在氢氧化钠的水溶液中而不是在氢氧化钠的醇溶液中,C错误;Y含有碳碳双键,可被酸性高锰酸钾溶液氧化,D错误。
9.C 甲基丙烯酸甲酯的结构简式为CH2C(CH3)COOCH3,可看出该结构中有碳碳双键和酯基两种官能团,A正确;反应③只生成目标产物甲基丙烯酸甲酯,原子利用率为100%,所以符合绿色化学思想,B正确;甲醇分子中含有1个—OH,乙二醇分子中含有2个—OH,二者结构不相似,所以不属于同系物,C错误;反应①是加成反应,D正确。
10.C 丙烯和HCl发生加成反应生成CH3CH2CH2Cl,CH3CH2CH2Cl在碱性条件下发生水解生成CH3CH2CH2OH,CH3CH2CH2OH发生催化氧化反应生成CH3CH2CHO,CH3CH2CHO和HCHO发生已知信息的反应生成HOCH2CH(CH3)CHO,HOCH2CH(CH3)CHO发生消去反应得到CH2C(CH3)CHO,CH2C(CH3)CHO再和H2发生加成反应得到2-甲基-1-丙醇。CH3CHCH2和HCl发生加成反应可以生成两种产物:CH3CHClCH3、CH3CH2CH2Cl,A正确;CH3CH2CH2Cl在碱性条件下发生水解生成CH3CH2CH2OH,Ⅱ的结构简式为CH3CH2CH2OH,B正确;a为HCHO,HCHO是一种有毒物质,不可用作食品添加剂,C错误;Ⅳ为CH2C(CH3)CHO,含有碳碳双键,能使溴水褪色,D正确。
11.BC 若—R为,则甲为,其化学名称为苯甲酸,A项正确;若—R为—CH3,则甲为CH3COOH,但CH3COOH不能与H2发生加成反应,B项错误;若—R为—CH2CH3,则属于酯类的丙的同分异构体有HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、CH3COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3,共4种,C项错误;甲、丙均为一元羧酸,1 mol羧酸会消耗1 mol NaOH,乙发生反应+H2O+HCl,则1 mol乙消耗2 mol NaOH,D项正确。
12.(1)CH3CHO
(2)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O CH3COOH++H2O (3)④⑤⑥
(4)①③
解析:(1)A物质是乙醇与O2在Cu的催化下反应生成的乙醛;B物质是甲苯与Cl2在光照条件下发生取代反应生成的,B与NaOH水溶液共热发生水解反应生成苯甲醇,B为。(2)反应②是乙醇的催化氧化,反应⑥是乙酸与苯甲醇发生酯化反应。(3)①是加成反应,②③均是氧化反应,④是甲苯与Cl2发生的取代反应,⑤是的水解反应,也属于取代反应,⑥是酯化反应,也属于取代反应。
13.
解析:逆推法。要合成苯乙酸苄酯,需要;要生成,根据题给已知反应可知,需要;要生成,需要;苯甲醇和HCl反应即可生成。
14.
解析:在催化剂条件下发生加成反应生成,再在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成,与氯气发生加成反应生成,最后在氢氧化钠水溶液中发生水解反应生成,合成反应流程图为。
15. H2N—CH2CH2—NH2
解析:由已知信息知,醛基可以与NH3反应生成氨基,氨基与卤代烃反应生成含氮化合物,所以合成中需要得到氨基化合物和含卤化合物。乙二醇先与O2催化氧化生成乙二醛,在NH3作用下生成H2NCH2CH2NH2。对比目标产物,六元环上有4个碳原子,所以另一条线,乙二醇先发生分子间脱水生成含有4个碳原子的醚,再与氯化氢加热生成Cl—CH2CH2OCH2CH2—Cl。在NaOH条件下,H2NCH2CH2NH2和Cl—CH2CH2OCH2CH2—Cl反应,两个氯原子与H2NCH2CH2NH2中一个氨基生成HCl,得产物。
16.
解析:和氢氧化钠的醇溶液发生消去反应生成,再与氢溴酸发生加成反应生成,和氢氧化钠的水溶液发生取代反应生成,酸化后在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应生成。
17.
解析:用环己醇为主要原料合成,可由发生酯化反应得到,可由发生已知信息②的反应得到,环己醇发生催化氧化生成环己酮。
18.(1)BC (2)C9H8Br2O2 (3)消去反应
(4)、
(5)CH3OHHCHOCH2CHCHO
解析:化合物A为苯甲醛,苯甲醛与乙醛反应生成B,B发生醛的氧化反应生成C,C与Br2发生加成反应生成D为,D在氢氧化钠醇溶液条件下发生卤代烃的消去反应并酸化生成E,E与发生加成反应生成F。
(1)碳碳双键两端的碳原子连接不同的原子或原子团时,该有机物存在顺反异构,A、B、C三种物质中存在顺反异构的为BC。
(2)根据分析可知,D为,分子式为C9H8Br2O2。
(3)A到B的反应需经历A→X→B的过程,中间体X的分子式为C9H10O2,则A与CH3CHO发生加成反应生成X为,X发生醇的消去反应生成B,X到B的反应类型为消去反应。
(4)C的同分异构体能发生银镜反应,且1 mol该物质能产生4 mol Ag,说明该同分异构体中存在两个醛基,分子中存在苯环且含有4种不同化学环境的氢,则满足条件的同分异构体为、。
(5)CH3OH发生醇的催化氧化生成HCHO,HCHO和乙醛发生类似A到B的反应,生成CH2CHCHO,CH2CHCHO在催化剂、加热条件下发生加聚反应生成,合成路线为CH3OHHCHOCH2CHCHO。
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第2课时 有机合成路线的设计
1.由溴乙烷制取1,2-二溴乙烷,下列转化方案中最好的是( )
A.CH3CH2BrCH3CH2OHCH2CH2CH2BrCH2Br
B.CH3CH2BrCH2BrCH2Br
C.CH3CH2BrCH2CH2CH3CH2Br CH2BrCH2Br
D.CH3CH2BrCH2CH2CH2BrCH2Br
2.以氯乙烷为原料制取乙二酸(HOOC—COOH)的过程中,要依次经过下列步骤中的( )
①与NaOH的水溶液共热 ②与NaOH的醇溶液共热 ③与浓硫酸共热到170 ℃ ④在催化剂存在情况下与氯气加成 ⑤在Cu或Ag存在的情况下与氧气共热 ⑥与新制的Cu(OH)2共热
A.①③④②⑥ B.①③④②⑤
C.②④①⑤⑥ D.②④①⑥⑤
3.合成聚丙烯腈纤维的单体是丙烯腈,它可由以下两种方法制备:
方法一:CaCO3CaOCaC2CH≡CHCH2CH—CN
方法二:CH2CH—CH3+NH3+O2CH2CH—CN+3H2O
对以上两种方法的分析中,正确的是( )
①方法二比方法一步骤少,能源消耗低,成本低
②方法二比方法一原料丰富,工艺简单
③方法二比方法一减少了有毒气体的使用,减少了污染
④方法二比方法一的反应需要温度高,耗能大
A.①②③ B.①③④
C.②③④ D.①②③④
4.(2025·四川成都期中)下列有机合成路线设计合理的是( )
A.
B.
C.CH2CH—CHCH2CH2ClCHClCHCH2CH2CClCHCH2
D.CH3C≡CH
5.有机化合物M的合成路线如图所示:
XY
下列说法不正确的是( )
A.反应①还可能生成
B.Y的分子式为C6H10Br2
C.试剂1为NaOH醇溶液
D.若用 18O标记Z中的O原子,则M中一定含有 18O
6.〔多选〕由苯合成N的路线如图所示:
XY
已知:①—R(烷基)为邻位、对位定位基,—NO2为间位定位基,在苯环上引入相应基团所需试剂和条件如下表所示:
序号
所需试剂
条件
引入的基团
Ⅰ
CH3Cl
AlCl3、加热
—CH3
Ⅱ
浓硝酸
浓硫酸、加热
—NO2
②易被氧化。下列有关说法错误的是( )
A.M→N的反应类型为还原反应
B.最后两步反应顺序可以互换
C.试剂1为CH3Cl,条件1是AlCl3、加热
D.若第一步和第二步互调,则最终产物可能含有
7.下列有机合成设计中,所涉及的反应类型有错误的是( )
A.由丙醛制1,2-丙二醇:第一步还原,第二步消去,第三步加成,第四步取代
B.由1-溴丁烷制1,3-丁二烯:第一步消去,第二步加成,第三步消去
C.由乙醇合成乙炔:第一步消去,第二步加成,第三步消去
D.由制:第一步加成,第二步消去,第三步加成,第四步取代
8.已知4-溴甲基-1-环己烯(Z)的一种合成路线如图:
下列说法正确的是( )
A.化合物X、Y、Z都含有发生消去反应的官能团
B.①、②、③的反应类型依次为加成反应、还原反应和取代反应
C.由化合物Z一步制备化合物Y的转化条件是NaOH醇溶液,加热
D.化合物Y先经酸性高锰酸钾溶液氧化,再与乙醇经催化酯化可制得化合物X
9.甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体。旧法合成的反应是:
①(CH3)2CO+HCN(CH3)2C(OH)CN
②(CH3)2C(OH)CN+CH3OH+H2SO4
CH2C(CH3)COOCH3+NH4HSO4
新法合成的反应是:③+CO+CH3OHCH2C(CH3)COOCH3
下列说法不正确的是( )
A.甲基丙烯酸甲酯中有两种官能团
B.反应③符合绿色化学思想
C.反应②中CH3OH是CH2OHCH2OH(乙二醇)的同系物
D.反应①是加成反应
10.已知;以丙烯为原料合成2-甲基-1-丙醇的过程如下,丙烯ⅠⅡⅢⅣ2-甲基-1-丙醇。下列说法错误的是( )
A.丙烯→Ⅰ的反应可生成两种产物
B.Ⅱ的结构简式为CH3CH2CH2OH
C.试剂a可用作食品添加剂
D.Ⅳ能使溴水褪色
11.〔多选〕有机化合物丙的一种合成路线如图所示:
甲 乙 丙
已知:①—R为烃基;
②+H2O+HCl。
下列说法错误的是( )
A.若—R为,则甲的化学名称为苯甲酸
B.若—R为—CH3,则甲可与H2发生加成反应
C.若—R为—CH2CH3,则丙的同分异构体中共有3种酯类物质(不考虑立体异构)
D.1 mol甲、乙、丙分别与足量NaOH溶液反应,消耗NaOH的物质的量之比为1∶2∶1
12.《茉莉花》是我国的一首脍炙人口的民歌。茉莉花香气的成分有多种,乙酸苯甲酯
()是其中的一种,它可以从茉莉花中提取,也可以乙烯和甲苯为原料进行人工合成。其中一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A、B的结构简式为 、 。
(2)写出反应②⑥的化学方程式: ;
。
(3)上述反应中属取代反应的有 (填序号)。
(4)反应 (填序号)原子的理论利用率为100%,符合绿色化学的要求。
13.已知:RClRCNRCOOH。
苯乙酸苄酯()是花香型香料,设计由苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线(无机试剂任选)。
14.请用合成反应流程图表示出由和其他无机物合成的最合理的方案(不超过4步)。
例:……
15.已知:RCHORCH2NH2RCH2NHCH2R'。
写出以为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用)。
16.已知:R—CHCH2R—CH2—CH2Br,请设计合理方案由合成(其他无机原料自选,用反应流程图表示,并注明反应条件)。
示例:原料……产物
17.已知信息:①RCOOR'+R″OHRCOOR″+R'OH(R、R'、R″代表烃基);
②(R、R'代表烃基)。
根据题中信息,用环己醇为主要原料合成,模仿以上流程图设计合成路线,标明每一步的反应物及反应条件: (有机物写结构简式,其他原料自选)。
示例:由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为CH3CH2OHCH2CH2CH2—CH2
18.化合物F是一种有机材料中间体,一种以苯甲醛为原料的合成路线如下:
(1)A、B、C三种物质中存在顺反异构的是 。
(2)D的分子式为 。
(3)A→B的反应需经历A→X→B的过程,中间体X的分子式为C9H10O2,X→B的反应类型为 。
(4)C的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:
。
①能发生银镜反应,且1 mol该物质最多产生4 mol Ag;
②分子中含苯环,且含有4种不同化学环境的氢。
(5)写出以CH3OH和乙醛为原料合成的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
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